[发明专利]一种垂直轴风力发电机

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用风力发电的装置，尤其是能够实现高转速和高效率的垂直轴风力发电机，属于风力发电技术领域。

背景技术

风力发电机的发展已经是全球能源发展的一种十分重要的方式。平行轴、垂直轴风力发电机是两种基本方式。

大型平行轴风力发电机的叶片长度已经发展到极限，受运输、制造等条件的限制，该风力发电机功率的提高已十分困难。大型平行轴风力发电机的叶片很长，叶片尖端速度非常高，所以噪音很高，对环境造成污染。

垂直轴风力发电机由于噪音小，且运输、安装、维护简单。所以垂直轴风力发电机逐渐被广泛应用。但是由于垂直轴风力发电机旋转时受两侧力偶不平衡的影响，抗风能力差，所以风轮直径不能做的很大，所以发电功率始终不高，从而阻碍其发展。

发明内容

本发明的目的是提供一种垂直轴风力发电设备，解决现有技术中存在的：

1，现有水平轴或垂直轴风力发电机；由于旋转时风叶的反向阻力，抗风能力等问题，风叶的宽度不能做的很宽，所以现有水平轴或垂直轴风力发电机的受风面积不大，所以风能利用率低，且启动风速要求大。

2，现有垂直轴风力发电机：无论是“S”型还是“H”型风力发电机，由于正向做功区和反向回转阻力区的力矩不同，对垂直支撑轴作用力不对称，特别是强风情况下，易使装置运转不稳定。且抗风能力差，反向阻力大。

3，现有水平轴或垂直轴风力发电机。由于其旋转轮直径是固定不可调节的，所以在强风时需要采取刹车等增加旋转轮阻力的方式，避免发电机超速。

4，现有垂直轴风力发电机；特别是大型垂直轴风力发电机，由于高、低层风速不同造成风轮上下受力不同，从而降低效率。

本发明是这样实现的：

一种垂直轴风力发电装置，主要包括，左、右导风板部件1，左、右同轴风轮部件2，前支架部件3，固定立轴部件4，后支架尾翼部件5，分流板6，左右发电机部件7，连杆机构8、丝杠9和调整电机10等主要部件组成。

所述的风力发电装置；为了用较小直径的风轮，获得较大的受风面积，从而得到较大的输出功率和良好的微风启动性能。本发明采用面积大的导风板1和直径相对较小的风轮2组成本装置的风能采集部件。风轮2安装在导风板1的后端，当风吹到导风板1的板面上，由于受板面的反作用力作用改变方向，气流沿导风板1板面向后移动，并吹动风轮2做功。导风板1的板面上聚集的风能，相当于增加了风轮2叶片的受风面积，从而达到在不增加风轮2直径的情况下，提高了装置的风能利用率、风轮转速、增大输出功率和改善微风启动性能。同时由于相对减小了旋转部件风轮的直径，降低了装备的制造、运输和安装的难度和成本。另外由于风轮2安装在导风板1的末端，且轴线位于导风板1的迎风板面的平面之后，风只能吹到风轮2的做功区域，而风轮的非做功的回转区域，由于导风板的遮档不受正面来风的吹动，从而减少了回转阻力，本装置风轮的风叶2a在平行于轴的方向做成V字形，尖部朝向旋转方向，这种形状可减小转动阻力，提高装置的效率。

所述的风力发电装置；为了使装置在强风时受力对称、均匀，本发明采用左、右两组对称的由道风板1和风轮2组成的风能采集部件。由于是对称部件，所以立轴4的左、右受力是对称的。

所述的风力发电装置；为了使装置在强风时避免发电机7超速和减少整个装置的风阻，提高抗风能力，本发明采用改变左、右两个导风板1前端之间的夹角来调整装置的受风面积。当风速弱时，调整电机10正转，带动丝杠9转动，通过连杆机构8推动左、右分流板1，使前端夹角增大，受风面积增大，提高风能的利用率和改善装置的微风启动性能。随着风速增强发电机7转速提高，当达到一定的转速时，可使调整电机10反转，带动丝杠9转动，通过连杆机构8拉动左、右分流板1，使夹角减小，受风面积减小，从而提高抗风能力。

所述的风力发电装置；为了使装置的前端分流板6始终迎着来风方向，本发明采用将前支架部件3和后支架尾翼部件5，通过上转动轴套11和下转动轴套12连接在固定立轴部件4上，并可以以固定立轴部件4的中心旋转。左、右导风板1的前端连接在前支架部件3上，可随着前支架部件3绕固定立轴部件4的中心旋转。当风从任何方向吹来，由于尾翼的作用，使装置绕固定立轴部件4的中心旋转，并保持分流板6在前，后支架尾翼部件5在后的迎风状态。